Повышение качества дозирования семян высевающим аппаратом сеялки точного высева
Автор: Таранов Михаил Алексеевич, Хижняк Владимир Иванович, Несмиян Андрей Юрьевич
Журнал: Вестник аграрной науки Дона @don-agrarian-science
Рубрика: Механизация и электрификация животноводства, растениеводства
Статья в выпуске: 2 (10), 2010 года.
Бесплатный доступ
Предложена модернизация вакуумного высевающего аппарата сеялки точного высева СПБ-8К, позволяющая повысить качество дозирования семян пропашных культур. Представлены результаты сравнительных экспериментальных исследований серийного и модернизированного вакуумных высевающих аппаратов. Проведен анализ полученных данных, сформулированы выводы.
Точный высев, семена, пропашные культуры, высевающий аппарат, модернизация, качество, эксперимент
Короткий адрес: https://sciup.org/140204023
IDR: 140204023
Текст научной статьи Повышение качества дозирования семян высевающим аппаратом сеялки точного высева
В настоящее время во всем мире при посеве пропашных культур наибольшее распространение получили пневматические сеялки точного высева, оборудованные вакуумными высевающими аппаратами. Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Азово-Черноморская государственная агроинженерная академия» (ФГОУ ВПО АЧГАА) является разработчиком пропашной сеялки СПБ-8К, оснащенной аппаратами подобного типа. Аппарат сеялки СПБ-8К является штампосварным, в отличие от литых аппаратов подавляющего большинства подобных машин. Это одновременно удешевляет процесс его производства (соответственно и стоимость машины) и в то же самое время усложняет сам процесс его изготовления, что может в дальнейшем сказаться на качестве работы.
Для проверки качества работы серийного аппарата сеялки СПБ-8К был проведен ряд лабораторно-стендовых экспериментов. Эксперименты проводились на кафедре механизации растениеводства ФГОУ ВПО АЧГАА. Работа аппарата проверялась в различных режимах: при частотах вращения высевающего диска n=0,4 с-1, n=0,7 с-1, n=1,0 с -1 , что примерно соответствовало скоростям движения посевного агрегата Vм=1,5 м/с, Vм=2,5 м/с и Vм=3,5 м/с.
Следует отметить, что имеющееся оборудование не позволяло точно фиксировать нулевые и двойные подачи семян присасывающими отверстиями при частоте вращения высевающего диска n=1,0 с-1, поэтому для данного режима работы качество высева определялось только по значениям средней подачи семян.
Для каждого режима испытания проводились в трех повторностях. В каждой повторности фиксировалось 500 подач семян присасывающими отверстиями. Основными критериями оценки являлись: частость нулевых подач Р0 (%), частость двойных подач Р2 (%), средняя подача семян присасывающими отверстиями М (шт.) и коэффициент вариации V (%). Остальные показатели характеризуют точность проведения эксперимента. Условия проведения экспериментов и полученные результаты представлены в таблицах 1–4.
Таблица 1
Качество высева семян кукурузы серийным высевающим аппаратом сеялки СПБ-8К при разрежении в вакуумной камере Н = 5,5 кПа
|
Культ. |
Н, кПа |
n, c-1 |
P 0 ,% |
P 2 , % |
M, шт. |
V, % |
σ V , % |
a V , % |
m V , % |
|
н a о Cl кГ II й |
0,4 |
0,4 |
3,0 |
1,03 |
17,79 |
||||
|
1,0 |
2,8 |
1,02 |
19,07 |
||||||
|
0,8 |
2,4 |
1,02 |
17,54 |
||||||
|
0,73 |
2,73 |
1,02 |
18,15 |
0,82 |
0,27 |
1,51 |
|||
|
0,7 |
1,0 |
1,6 |
1,01 |
16,02 |
|||||
|
1,8 |
1,2 |
0,99 |
17,42 |
||||||
|
0,6 |
1,4 |
1,01 |
14,01 |
||||||
|
1,13 |
1,4 |
1,00 |
15,87 |
1,71 |
0,57 |
3,6 |
|||
|
1,0 |
0,93 |
||||||||
|
0,93 |
|||||||||
|
0,96 |
|||||||||
|
0,94 |
1,73* |
0,64* |
Таблица 2
Качество высева семян кукурузы серийным высевающим аппаратом сеялки СПБ-8К при разрежении в вакуумной камере Н = 5,0 кПа
|
Культ. |
Н, кПа |
n, c-1 |
P 0 ,% |
P 2 , % |
M, шт. |
V, % |
σ V , % |
a V , % |
m V , % |
|
н а о СІ кГ II |
0,4 |
0,8 |
2,2 |
1,01 |
17,03 |
||||
|
0,6 |
2,4 |
1,02 |
16,92 |
||||||
|
0,2 |
1,6 |
1,01 |
13,16 |
||||||
|
0,53 |
2,07 |
1,02 |
15,81 |
2,21 |
0,74 |
4,65 |
|||
|
0,7 |
2,0 |
1,0 |
0,99 |
17,47 |
|||||
|
3,2 |
0,6 |
0,97 |
19,84 |
||||||
|
1,4 |
0,8 |
0,99 |
14,91 |
||||||
|
2,2 |
0,8 |
0,99 |
17,51 |
2,47 |
0,82 |
4,70 |
|||
|
1,0 |
0,86 |
||||||||
|
0,86 |
|||||||||
|
0,85 |
|||||||||
|
0,86 |
0,422* |
0,001* |
0,16* |
Таблица 3
Качество высева семян кукурузы серийным высевающим аппаратом сеялки СПБ-8К при разрежении в вакуумной камере Н = 4,0 кПа
|
Культ. |
Н, кПа |
n, c-1 |
P 0 ,% |
P 2 , % |
M, шт. |
V, % |
σ V , % |
a V , % |
m V , % |
|
н a о Cl кГ II й |
О |
0,4 |
1,2 |
3,4 |
1,02 |
20,88 |
|||
|
1,2 |
1,2 |
1,00 |
15,49 |
||||||
|
1,4 |
1,2 |
1,00 |
16,16 |
||||||
|
1,27 |
1,73 |
1,00 |
17,23 |
2,95 |
0,98 |
5,5 |
|||
|
0,7 |
6,6 |
1,2 |
0,95 |
28,97 |
|||||
|
8,0 |
0,6 |
0,93 |
30,64 |
||||||
|
5,0 |
0 |
0,95 |
22,94 |
||||||
|
6,53 |
0,6 |
0,94 |
27,68 |
4,06 |
1,35 |
4,9 |
|||
|
1,0 |
0,76 |
||||||||
|
0,77 |
|||||||||
|
0,82 |
|||||||||
|
0,79 |
2,81* |
1,23* |
Таблица 4
Качество высева семян подсолнечника серийным высевающим аппаратом сеялки СПБ-8К при разрежении в вакуумной камере Н = 4,0 кПа
|
Культ. |
Н, кПа |
n, c-1 |
P 0 ,% |
P 2 , % |
M, шт. |
V, % |
σ V , % |
a V , % |
m V , % |
|
н а о СІ СО II И Я Я Я О U Ct о К |
о |
0,4 |
1,0 |
2,2 |
1,01 |
17,64 |
|||
|
1,0 |
3,2 |
1,02 |
19,94 |
||||||
|
1,2 |
2,0 |
1,01 |
17,73 |
||||||
|
1,07 |
2,47 |
1,01 |
18,49 |
1,30 |
0,44 |
2,35 |
|||
|
0,7 |
1,4 |
2,4 |
1,01 |
19,27 |
|||||
|
1,8 |
3,0 |
1,01 |
21,62 |
||||||
|
2,6 |
2,6 |
1,00 |
22,80 |
||||||
|
1,93 |
2,67 |
1,01 |
21,28 |
1,8 |
0,60 |
2,80 |
|||
|
1,0 |
0,98 |
||||||||
|
0,97 |
|||||||||
|
1,00 |
|||||||||
|
0,98 |
1,64* |
0,58* |
* показатель характеризует не равномерность подачи семян присасывающими отверстиями, а равномерность результатов экспериментов по повторностям.
При анализе данных таблиц особое внимание уделялось частоте вращения n=0,7 с-1, соответствующей рекомендованной скорости посева Vм=2,5 м/с. При этом следует учитывать, что агротребованиями к работе высевающих аппаратов пропашных сеялок предусмотрены следующие предельные показатели: частость нулевых подач Р0 = 2%, частость двойных подач Р2 = 5%.
Анализируя данные таблиц 1–4, можно сделать следующие выводы:
-
1. При низкой частоте вращения высевающего диска n=0,4 с-1 аппарат удовлетворяет предъявляемым к его работе агротребованиям как при вы-
- севе семян кукурузы, так и подсолнечника.
-
2. При увеличении частоты вращения высевающего диска до n=0,7 с-1 аппарат обеспечивает удовлетворительное качество посева подсолнечника. Хорошее качество дозирования кукурузы возможно только при разрежении в вакуумной камере Н=5,5 кПа (что не может обеспечить даже новая сеялка).
-
3. При высокой частоте вращения высевающего диска n=1,0 с-1 значения нулевых подач достигают предельных значений и превышают их во всех исследуемых случаях.
С целью повышения качества работы пневматического высевающего аппарата СПБ-8К была предложена следующая модернизация (рис.): в высевающем диске аппарата были изготовлены вспомогательные отверстия, диаметр которых меньше диаметра присасывающих отверстий, причем дополнительные отверстия расположены на окружности, радиус которой меньше радиуса окружности присасывающих отверстий, и смещены в сторону вращения высевающего диска на 5…100 относительно присасывающих отверстий. При этом в крышке аппарата вакуумная камера (или вырез прокладки) выполнены с уширением в зоне от начала семенной камеры до места действия сбрасывателя лишних семян.
Прокладка и высевающий диск модернизированного высевающего аппарата сеялки СПБ-8К
Предложенная модернизация позволит облегчить условия захвата семян дозирующими элементами, повысить качество работы сбрасывателя лишних семян и устранить вредное явление заклинивания семян в семенной камере.
Модернизированный пневматический высевающий аппарат работает следующим образом. Под действием разрежения, создаваемого в вакуумной камере, семена захватываются основными и вспомогательными присасывающими отверстиями высевающего диска, что облегчает их захват и вынос из слоя семян. При вращении высевающего диска семена у основных отверстий попадают в зону действия сбрасывателя «лишних» семян, который удаляет лишние семена от основных отверстий. Семена же, захваченные вспомогательными отверстиями, падают обратно в семенную камеру, так как вспомогательные отверстия выходят из зоны уширения в прокладке, сообщающейся с вакуумной камерой, и перекрываются прокладкой. При дальнейшем вращении высевающего диска оставшиеся семена перемещаются в зону сброса, где происходит отсечка вакуума и они, под действием силы тяжести, падают в борозду, подготовленную сошником.
Для проверки гипотетических предположений были проведены эксперимен- тальные исследования, аналогичные исследованиям серийного высевающего аппарата. Полученные результаты приведены в таблицах 5 и 6.
Таблица 5
Качество высева семян кукурузы модернизированным высевающим аппаратом сеялки СПБ-8К
|
Культ. |
Н, кПа |
n, c-1 |
P 0 ,% |
P 2 , % |
M, шт. |
V, % |
σ V , % |
a V , % |
m V , % |
|
cd |
ОО |
0,4 |
0,4 |
0,6 |
1,00 |
9,98 |
|||
|
0,6 |
1,2 |
1,01 |
13,32 |
||||||
|
0,8 |
1,0 |
1,00 |
13,39 |
||||||
|
0,60 |
0,93 |
1,00 |
12,34 |
1,96 |
0,65 |
5,3 |
|||
|
0,7 |
0 |
1,2 |
1,01 |
10,76 |
|||||
|
0,8 |
1,2 |
1,00 |
14,08 |
||||||
|
0,6 |
0,6 |
1,00 |
10,95 |
||||||
|
0,47 |
1,0 |
1,00 |
12,04 |
1,87 |
0,62 |
5,2 |
|||
|
1,0 |
1,01 |
||||||||
|
1,00 |
|||||||||
|
0,98 |
|||||||||
|
1,00 |
1,33* |
0,004* |
0,45* |
Таблица 6
Качество высева семян подсолнечника модернизированным высевающим аппаратом сеялки СПБ-8К
|
Культ. |
Н, кПа |
n, c-1 |
P 0 ,% |
P 2 , % |
M, шт. |
V, % |
σ V , % |
a V , % |
m V , % |
|
и к я я ID к я о о Ct о к |
о |
0,4 |
0,6 |
2,6 |
1,02 |
17,43 |
|||
|
0,8 |
2,0 |
1,01 |
16,49 |
||||||
|
0,6 |
2,4 |
1,02 |
16,92 |
||||||
|
0,67 |
2,33 |
1,02 |
16,96 |
0,47 |
0,16 |
0,92 |
|||
|
0,7 |
1,0 |
1,0 |
1,00 |
14,14 |
|||||
|
0,2 |
1,2 |
1,01 |
11,67 |
||||||
|
0,6 |
1,6 |
1,01 |
14,65 |
||||||
|
0,6 |
1,27 |
1,01 |
13,56 |
1,60 |
0,53 |
3,9 |
|||
|
1,0 |
1,00 |
||||||||
|
1,00 |
|||||||||
|
0,98 |
|||||||||
|
0,99 |
0,01* |
0,004* |
0,37* |
Анализ таблиц 1–6 позволяет сделать следующие выводы:
-
1. На всех рассмотренных режимах работы модернизированный аппарат обеспечивает качество работы, предусмотренное агротехническими требованиями.
-
2. При частоте вращения высевающего диска n=0,7 с-1 частость нулевых подач у модернизированного высевающего аппарата в три-четыре раза меньше чем у серийного, как при высеве семян кукурузы, так и при высеве подсолнечника.
-
3. При частоте вращения высевающего диска n=0,7 с-1 при высеве семян кукурузы коэффициент вариации подачи семян у модернизированного аппарата V=12,04%, в 1,45 раза меньше чем у серийного V=17,51%.
-
4. При частоте вращения высевающего диска n=1,0 с-1 модернизированный аппарат в отличие от серийного обеспечивает подачу семян, близкую к оптимальной (М=1,0).
При частоте вращения высевающего диска n=0,7 с-1 и высеве семян подсолнечника коэффициент вариации подачи семян у модернизированного аппарата V=13,56%, в 1,57 раза меньше чем у серийного V=21,28%.
Таким образом, можно констатировать, что точность работы модернизированного аппарата примерно в 1,5 раза выше чем у серийного.
Заключение
Серийный высевающий аппарат обеспечивает хорошее качество посева семян пропашных культур только при скоростях посева, не превышающих 2,5 м/с, и при высоком разрежении в вакуумной камере (для кукурузы Н=5,5 кПа).
Предложенная модернизация высевающего аппарата позволяет облегчить условия захвата семян дозирующими элементами, повышает качество работы сбрасывателя лишних семян и устраняет вредное явление заклинивания семян в семенной камере. За счет этого при одних и тех же условиях работы, приближенных к эксплуатационным (n=0,7 с-1), точность дозирования семян модернизированным аппаратом практически в 1,5 раза выше, чем серийным. При работе на повышенных скоростях посева (n=1,0 с-1) модернизированный аппарат в отличие от серийного обеспечивает подачу семян близкую к оптимальной (М=1,0).
